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連続変位クラスター変分法による金属ガラス形成系の微視構造の研求

使用连续位移簇变分法研究金属玻璃成型系统的微观结构

基本信息

批准号：
15074201
负责人：
毛利哲夫
金额：
$ 11.01万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

金属ガラスの微視構造は結晶格子とは異なり、非周期的な原子の変位によって記述される。これをシミュレートする為に、連続変位クラスター変分法を用いてプログラムコードの開発を行い、原子間にレナードジョンズポテンシャルを仮定した二次元正方格子系を対象に計算を行った。母格子の格子点からの変位分布がほぼGaussian分布をしていること、原子サイズの差が大きくなるにつれて、分布がより散漫になることを確認した。さらに、自由エネルギーを格子定数の関数として算出し、この極小値から平衡格子定数を求め、温度依存性から熱膨張係数を導出したが、温度と共に熱膨張係数の増大を示すなど、計算結果は妥当なものであった。次に、Fe-Ni系の電子状態計算から得られた原子間ポテンシャルを代入して第一原理計算を行い、熱膨張係数に関する計算結果をDebye-Gruneisenモデルのそれと比較した。計算結果はオーダーも傾向も一致した。さらに、一次変態を記述する自由エネルギーを均一系の自由エネルギーとしてPhase Field法の計算を行った。昨年度までの研究で導出したGeneral Phase Diagramを参照にしてガラス転移温度よりも高温状態から冷却し、ある温度に保持したときのガラス核の生成の空間分布、およびその時間発展過程について考察を行った。これらの計算より、クラスター変分法、連続変位クラスター変分法、経路確率法、Phase Field法を統合した計算が、ガラス転移の熱力学・動力学に対して、self consistentな結果を提供することを確認した。

Weishi app structure of metal is described by crystal lattice and non-periodic atomic position. For example, if a square lattice system is used, it can be used to calculate a square lattice system. The distribution of lattice points in the parent lattice is Gaussian distribution, and the difference between atomic points is large. In addition, the calculation of the relationship between the lattice constant and the minimum value of the lattice constant is correct. The temperature dependence of the thermal expansion coefficient is derived. The increase of the thermal expansion coefficient is indicated. Second, the calculation of electronic state of Fe-Ni system is carried out by substituting the results of calculation of thermal expansion coefficient into the results of calculation of electronic state of Fe-Ni system. The calculation results are consistent. The calculation of the Phase Field method is carried out by describing the phase field of the system. General Phase Diagram was derived from the previous year's research. The spatial distribution of nuclear generation and the temporal evolution of nuclear generation were investigated with reference to the temperature shift, high temperature state, cooling and temperature maintenance. The calculation method, the continuous position method, the path accuracy method, and the Phase Field method are integrated into the calculation method, and the thermodynamic and kinetic results of the phase shift are provided for confirmation.